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Version du 13 février 2019 à 11:35
Comment les ondes se propagent dans différents milieux ?
Difficulté
Facile
Durée
15 minute(s)
- Matériel et outils
Eau 
L'eau est une substance essentielle à la vie. Transparente, sans goût et sans odeur, on la consomme le plus souvent dans son état liquide.
Huile 
Les huiles végétales sont essentiellement constituées d'acides gras et les huiles animales d'esters de la glycérine.
Pique à brochette 
Une brochette, en cuisine, désigne une fine tige en métal ou en bois sur laquelle sont enfilés des morceaux de nourriture et destinés à être cuits à la broche, c’est-à-dire au-dessus des braises du feu ou au barbecue.
Étape 1 - Mettre de l'eau et de l'huile dans le bac
Dans le bac, mettre l'eau puis l'huile (en quantité équivalente). Attendre que l'eau et l'huile se décomposent bien en deux couches différentes. Placer le pic à brochette dans le bac et regarder en se mettant à la même hauteur que le bac.
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
On a l'impression que le pic est cassé en trois parties différentes : les "cassures" se situent au niveau des changements de milieu :entre l'air et l'huile et entre l'huile et l'eau.
Explications
De manière simple
Ce phénomène s'appelle la réfraction : la lumière prend le chemin le plus rapide pour aller d'un point à un autre. La vitesse de la lumière est différente selon les milieux traversés.
Lorsque la lumière reste dans le même milieu, la ligne droite est le chemin le plus court, mais lorsqu'elle traverse plusieurs milieux, le chemin le plus rapide est celui où elle passe le moins de temps dans le milieu lent et le plus de temps dans le milieu rapide.
Plus d'explications
Allons plus loin dans l'explication
La vitesse de la lumière dans le vide est de 300 000km/s. Chaque milieu possède son propre indice de réfraction : on le calcule ainsi : c'est le rapport entre la vitesse de la lumière dans le vide et la vitesse de la lumière dans le milieu. L'indice de réfraction du vide est donc de 1. L'indice de réfraction de l'eau est de 1,33 et celui de l'huile est de : 1,48.
Les indices de réfraction de l'eau et de l'huile étant très proches, la "cassure" sur le pic est beaucoup moins nette entre ces deux milieux.
Si le rayon incident est perpendiculaire à la "ligne" entre les deux milieux, l'angle de refracion est nul (sur l'expérience, le pic n'aurait pas l'illusion d'être cassé)
Applications : dans la vie de tous les jours
Un poisson que l'on voit dans la mer semble toujours plus gros que la réalité.
Dans un aquarium, si on regarde depuis le dessus et depuis le coté, on a l'impression que les poissons ne sont pas au même endroit, alors qu'ils n'ont pas bougé!
Pour les ondes sonores, un phénomène équivalent se produit : selon le milieu traversé, les ondes ne se déplacent en lignes droites : par exemple dans la mer, selon la salinité (teneur en sel) et la température de l'eau, les ondes sont déviées : les sonars doivent prendre en compte ce phénomène pour pouvoir détecter le fond et les objets qui les entourent au bon endroit.
Dernière modification 15/10/2019 par user:Pierreb.
Draft